So installieren Sie QDK zur Fehlerkorrektur

Installieren Sie das qdk.ecPython-Modul aus dem Microsoft Quantum Development Kit (QDK) zum Entwickeln und Testen von Fehlerkorrekturcodes und -protokollen (QEC). Das Modul verwendet das qodec Paket für Protokollmodelle und Persistenz.

Prerequisites

Installieren Sie diese Tools, bevor Sie beginnen:

  • Python 3.11 oder höher
  • pip oder ein anderer Python Paket-Manager

Das Basispaket qdk unterstützt Python 3.10 oder höher. Das qdk.ec Modul erfordert Python 3.11 oder höher aufgrund seiner qodec Abhängigkeit.

(Optional) Erstellen einer virtuellen Umgebung

Verwenden Sie eine virtuelle Umgebung, um die qdk.ec Abhängigkeiten von anderen Python Projekten getrennt zu halten.

  1. Erstellen Sie die virtuelle Umgebung, z. B .venv. .

    python -m venv .venv

  2. Aktivieren Sie die Umgebung.

    Auf Windows:

    .venv\Scripts\Activate.ps1

    Auf Linux oder macOS:

    source .venv/bin/activate

  3. Aktualisieren Sie pip in der aktiven Umgebung.

    python -m pip install --upgrade pip

Installieren von QDK zur Fehlerkorrektur

Installieren Sie das qdkPython-Paket mit dem Extra ec.

python -m pip install --upgrade "qdk[ec]"

Um QDK- und Jupyter Notebook-Widgets zu verwenden, installieren Sie auch das jupyter-Extra.

python -m pip install --upgrade "qdk[ec,jupyter]" ipykernel

Das ec Extra installiert qodec den Stim Parser auf unterstützten Plattformen sowie die Algebra- und Solver-Pakete, die qdk.ec verwendet. Dies umfasst auch HiGHS für Entfernungssuchen.

Note

Das qdk.ec Modul verwendet das separate StimPython Paket mittels qodec. Es verwendet das qdk.stim Modul nicht.

Installieren auf LinuxArm64 oder WindowsArm64

Stim veröffentlicht keine Wheels für LinuxArm64 oder WindowsArm64. Auf diesen Plattformen wird qodec von qdk[ec] ohne seinen Stim-Parser installiert.

Sie können YAML-Qodecs laden und speichern sowie einen benutzerdefinierten Schaltkreis-Parser verwenden. Features, die format="stim"-Schaltkreise analysieren, funktionieren auf diesen Plattformen nicht. Diese Einschränkung umfasst qdk.ec.build_qodec.

Um den Parser zu aktivieren, installieren Sie Stim separat. Ihr System benötigt einen C++20 Compiler, um Stim zu installieren.

python -m pip install --upgrade stim

Optionale Distanz- und Decoderpakete installieren

Der Standard-Abstandsberechner verwendet HiGHS, das im Modul qdk.ec enthalten ist. Um den optionalen MWPF Solver auszuwählen, installieren Sie mwpf separat.

python -m pip install mwpf

Um den deq Decoder auf Schaltkreisebene mit qdk.simulation.run_qir zu verwenden, installieren Sie deq und deq-runtime.

python -m pip install deq deq-runtime

QDK testet den deq-Adapter mit Version 0.5.7 von deq und deq-runtime.

Note

Das deq-runtime-Paket veröffentlicht keine WindowsArm64-Wheels. Der deq-Adapter erfordert auch Stim, das keine LinuxArm64- oder WindowsArm64-Wheels veröffentlicht.

Überprüfen der Installation

Erstellen Sie eine Python Datei oder Jupyter Notebook Zelle mit dem folgenden Code. Das Beispiel definiert den Vier-Qubit-Code C4 und überprüft seine Distanz.

import qodec
from qdk import ec

c4 = qodec.Code(
    "C4",
    stabilizers=["X_0 X_1 X_2 X_3", "Z_0 Z_1 Z_2 Z_3"],
    x=["X_0 X_1", "X_0 X_2"],
    z=["Z_0 Z_2", "Z_0 Z_1"],
)

distance = ec.CodeProfile(c4).distance()
print("Code distance:", distance)
assert distance.value == 2

Das Programm druckt dieses Ergebnis:

Code distance: 2

Wenn die Import- und Distanzsuche erfolgreich ist, sind die qdk.ec-Kernabhängigkeiten bereit.

Überprüfen des Stim Supports

Führen Sie diese Überprüfung auf einer Plattform aus, die den Stim Parser unterstützt.

from qdk import ec

protocol = ec.build_qodec(c4, strategy="bare-css/v1", strict=False)
print(ec.audit(protocol))

Ein ordnungsgemäß generiertes Protokoll druckt eine Überwachungs-Zusammenfassung. Ein Protokoll, das alle Überprüfungen besteht, gibt Folgendes aus:

audit: ok

Wenn build_qodec meldet, dass kein Parser für das Format stim vorhanden ist, bestätigen Sie, dass Sie qdk[ec] in der aktiven Umgebung installiert haben. Unter Arm64Windows oder PythonStim installieren Sie Linux aus der Quelle und starten Sie Arm64 oder den Jupyter-Kernel neu.

Weiter mit der Protokollentwicklung

Informationen dazu, wie Sie einen Code definieren, ein qodec erstellen und seine Gadgets überprüfen, finden Sie unter Entwickeln und Überprüfen eines QEC-Protokolls.

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